凹槽零件数控课程设计

目目 录录 第一章第一章数控编程数控编程课程设计任务书课程设计任务书1 1 第二章零件实体造型设计第二章零件实体造型设计2 2 第三章第三章 加工工艺加工工艺3 3 第四章第四章 零件加工仿真零件加工仿真5 5 第五章第五章 设计总结设计总结8 8 第六章第六章 参考文献参考文献8 8 第七章第七章 感想感想9 9 第八章第八章 附件附件1010 第一章第一章数控编程数控编程课程设计任务书课程设计任务书 1.11.1 课程设计概述课程设计概述 数控编程课程设计实训是机械设计制造及自动化专业的必修课程之一，它可以提 高学生的动手能力，丰富学生的理论知识。是一门理论与实践相结合的综合性专业基础课。 通过数控编程课程设计实训的学习，要求学生能够独立设计箱体和型腔壳体类零件， 能独立完成零件的实体造型，绘制工程图，并能够合理的选择卡具和加工设备，分析加工 工艺，独立完成数控编程，生成NC代码，最终完成零件的加工。本课程设计不仅提高了学 生的设计能力，绘图能力，编程能力，还可以锻炼其机床操作能力，对今后的工作和学习 打下坚实的基础。 1.21.2 设计目的设计目的 通过本次课程设计，了解并掌握利用pro/E软件对零件进行结构设计能力，计算机绘 图能力及掌握计算机辅助制造过程和方法，培养自动编程的技能。掌握数控机床进行机械 加工的基本方法，巩固数控加工编程的相关知识，将理论知识与实际工作结合起来，并最 终达到能够独立从事数控加工程序编制的工作能力。 1.31.3 设计任务设计任务 根据本任务书提供的零件图及相关技术要求，用pro/E软件完成零件设计，工程图绘 制，零件工艺分析，加工工序卡的编制，用pro/E或MasterCAM软件进行数控加工程序的编 制，最后用华中HNC-21M数控机床加工出所设计工件。 课程设计题目不限，但内容需满足设计要求。 1.41.4 设计要求设计要求 1)1) 绘制零件图。绘制零件图。 了解该零件在部件或总成中的位置和功用，以及部件或总成对该零件提出的技术要 求；找出其主要技术要求和技术关键，并在下面拟定工艺规程时予以考虑；对所加工的零 件进行结构工艺性分析，分析其结构特点；检查所给零件图的完整性和正确性，完成该零 件的实体结构设计并按照机械制图标准绘制其零件图； 2)2) 编制零件数控加工工艺规程。编制零件数控加工工艺规程。 在对零件进行详细分析的基础上，按照数控加工工艺确定原则，确定整个零件的加 工工艺规程，确定毛坯，确定加工的工艺基准；拟定零件的工艺路线，包括确定各加工表 面的加工方法、正确划分加工阶段、合理安排加工工序的顺序、选择工装、刀具、量具， 并对其加工工艺参数进行确定；确定对刀点和换刀点。 3)3) 确定夹具及夹紧方案。确定夹具及夹紧方案。 对某一道相对复杂的工序，在确定定位装夹方案的基础上，选择一个合适的夹具， 完成本工序的加工。该夹具应具有定位可靠，装卸方便、操作安全方便省力、夹紧可靠且 适当等特点，适合于数控机床的加工使用。 4 4）确定零件设计原点与加工原点。）确定零件设计原点与加工原点。 对将进行数控加工的工序，确定加工零点、换刀方式，确定其编程坐标系，并最终 通过绘制数控加工编程坐标系的方式予以明确。标识对刀点和换刀点。 5 5）编制零件加工工艺并编制数控加工程序。）编制零件加工工艺并编制数控加工程序。 参照数控加工编程坐标系图，按照数控加工工艺规程，采用自动编程方式对该工序 进行数控程序的编制，生成NC代码，并在数控仿真软件上进行调试。 6 6）现场加工。）现场加工。 将已经调试好的零件加工程序导入数控机床，安装好所需刀具，夹紧工件，对刀找到 编程原点，进行数控加工。 7 7）编写课程设计说明书。）编写课程设计说明书。 设计说明书需打印： 正文：宋体五号，单倍行距； 页眉：宋体小五号，内容包括 班级 姓名 数控编程课程设计说明书字样； 设计结果包括：设计任务书，设计思路，设计步骤，设计过程的说明和阶段结果，并附有 零件实体模型图，工程图，工艺分析方案，刀具和夹具选择方案，现场加工结果。 第二章零件实体造型设计第二章零件实体造型设计 2.12.1 绘制零件图绘制零件图 利用 Pro/E 软件进行零件绘图，其步骤如下： 、利用拉伸工具，选择 Top 平面作为基准平面， ，绘出 80mm60mm 的矩形，并 进行实体拉伸 20mm 形成矩形体积块，如下图 2.1 所示： 图2.1 、以方形体积块上表面作为基准平面，利用绘制出 60mm40mm 的矩形，并用倒 圆角 R4 工具绘制出所需图形并进行拉伸，拉伸高度为 10mm，如图 2.2： 如图2.2 、使用先前平面作为基准平面，采用孔工具做 410 的通孔，如图 2.3 所示： 如图 2.3 、利用拉伸工具以上凹槽上表面作为基准平面，绘制圆型槽，然后用去除材料 工具向下 5mm，即得到下图，如图 2.4: 图2.4 以上就是零件实体造型设计，零件实体造型绘制完成后，并对加工零件进 行加工工艺分析 第三章第三章 加工工艺加工工艺 3.13.1 加工加工工艺工艺 制定工艺路线时，必须充分考虑采用确保产品质量，并以最经济的办法达到所要求的 生产纲领的必要措施，即应该作到：技术上先进、经济上合理，并有良好、安全的劳动条 件。 拟定工艺路线的一般原则如下。 1）先加工基准面 零件在加工过程中，作为定位基准的表面应首先加工出来，以便尽快为后续工序的加工提 供精基准。称为“基准先行” 。 2）划分加工阶段加工质量要求高的表面，都划分加工阶段，一般可分为粗加工、半精 加工和精加工三个阶段。主要是为了保证加工质量；有利于合理使用设备；便于安排热处 理工序；以及便于时发现毛坯缺陷等。 3）对于孔的加工，应先用中心钻钻出定位孔，接着用钻头进行啄式加工，这样就可以 保证平面和孔的位置精度，而且对平面上的孔的加工带来方便。 数控加工工序卡片数控加工工序卡片 零零 件件 名名 称称零件材料零件材料夹夹 具具使用设备使用设备班班 级级姓姓 名名日日 期期 凹槽固定底座可锻铸铁虎 钳华中铣床 工工 步步 号号 工步内容工步内容 所选加所选加 工方式工方式 刀具号刀具号 刀具规格及刀具规格及 名称名称 主轴主轴 转速转速 （r/minr/min） 进给进给 速度速度 （mm/minmm/min） 被吃被吃 刀量刀量 （mmmm） 1 铣平面平面铣削 1 面铣刀 40 7641381mm 2 加工凹槽挖 槽 2 平刀 6 17843212mm 3 加工凹槽挖 槽 3 平刀 5 18343301mm 4 钻6定 位孔 钻孔 4 中心钻 6 44589802mm 5 钻10定 位孔 钻孔 5 中心钻 10 44588922mm 3.23.2 确定夹具及夹紧方案确定夹具及夹紧方案 本零件为凹槽底座，其中包含有 512 的通孔，加工时需要使用虎钳进行装夹。 3.33.3 确定零件设计原点与加工原点确定零件设计原点与加工原点 该零件的原点在几何中心上，工件坐标为（0，0，25） ，加工原点为（50，50，26） ， 为工件设定1mm的上表面加工余量。 3.43.4 加工刀具的选择加工刀具的选择 刀具的选则是数控加工的重要工艺内容之一，不仅要精度高，刚度高，耐用度高，要 求尺寸稳定，安装方便，这就要求采用新型优质材料制造数控加工工具，并优选刀具参数。 选刀具时，要使用道具的尺寸与被加工表面尺寸和形状相适应。生产过程中，平面零件周 边轮加工，常采用立铣刀。铣削平面时，应选择硬质合金刀片铣刀；加工凸台或凹槽选择 高速立铣刀。如图 3.1 所示： 图 3.1 3.53.5 工艺参数计算工艺参数计算 计算公式 主轴转速 N= 1000V /D 进给速度 Vf1=f NZ cz V 切削速度 D 刀具直径 f 刀具每齿进给率 N 主轴转数 Z 齿数 cz 零件加工参数具体计算见附件三： 第四章第四章 零件加工仿真零件加工仿真 利用 PRO/E 绘好零件图后，将零件图“保存副本”输入名称和文件类型选择 “IGES”格式确定生成“IGES”格式文件，通过 MASTERCAM 打开该文件，设置毛 胚及加工原点，如图 4.1 所示。 图 4.1 加工工序如下： （1） 、对毛坯进行基准面加工，平面铣削使用 40 的面铣刀（高速钢刀具） ，背吃刀量为 1mm，并根据加工材料以及切削速度选择合适的主轴转速等，工艺参数设置如图 4.2 所示。 图4.2 （2）利用6的平刀对凹台进行加工，加工方式为挖槽，加工切削深度为10mm，为了保证 加工精度，因此使用分层铣削，每次铣削深度为2mm，留一次精加工余量，精加工为 0.5mm。工艺参数设置如图4.3所示。 图4.3 （3）利用5的平刀对工件表面的曲型凹槽进行加工，加工深度为5mm。工艺参数设置如图 4.4所示。 图4.4 （4）为了保证加工精度，先利用6的中心钻打4个定位孔，切削深度为10mm，并通过各项 工艺参数确定刀具的切削速度和主轴转速，加工方式为DRILL走刀路线如图4.5所示。 图4.5 （5）以定位孔为基准，用10的钻头进行通孔加工。走刀路线如图4.6所示。 图4.6 （6）为了满足加工过程中零件的各项工艺要求，在加工过程中应选择合理的切削方式， 如图如图4.7所示。 图4.7 （7）加工工序总图 零件加工刀轨总图，如图4.8所示 图4.8 （8）最后在 mastercam 软件中打开操作管理，并选择所有的加工方式，使用华中后处理， 生成 prt0001.NC 程序。 零件加工具体 NC 程序见附件二： （7）使用斯沃仿真软件，机床 HNC-21M，卡具为虎钳，毛胚刀具放置按照工序卡安排， 使用 002.Nc 进行加工。仿真结果如图 4.9 所示。 图4.9 第五章第五章 设计总结设计总结 本次的课程设计就让我们初步的体验到了做数控编程设计是怎么样的流程。自己认真 的准备了此次设计任务，使我感受到了，仅仅只会编程这样一个还是不行，还要系统的学 习其他方面的很多知识，比如一些常用的软件 MasterCAM ，PRO/E，数控仿真软件等，在 本行业中还要学习材料科学，加工基础多门课程。可见，在以后的工作中，如果真的想做 好一件事情，把一件事情做出色还是不那么容易的，很多时候看到别人总是那么容易的就 设计出来了，其实里面包含了以前的许多汗水。 第六章第六章 参考文献参考文献 1.数控加工概论，李诚人编著，清华大学出版社，2006年出版。 2.数控加工自动编程，吴明有编著，清华大学出版社，2008年出版。 3.数控加工编程实用技术 ，许祥泰编著，机械工业出版社，2002.2 4 数控车床加工自动编程 ，廖卫献编著，国防工业出版社，2002 5. 宇航数控系统加工仿真指导书 陈华、陈文勇、甘业生 编写， 2003年8月 第七章第七章 感想感想 通过一周的实训，使我对数控加工仿真有了系统的了解，对数控仿真编程进一步的掌 握，加深了我对数控系统的了解，在此次实训中能够学以致用，不但回顾了所学的知识， 更使我了解到自己的不足，更弥补了自己的一些知识漏洞。更重要的是在实验和设计中形 成了科学合理的认识，不断形成科学合理和具有科学性的思维方式不但拓展了数控领域的 眼界，而且完善了以往的知识体系，提高了综合运用的能力。 在此次实训期间带给我不仅仅是一种工作经验，更是我人生的一笔财富。俗语说:纸上 得来终觉浅。通过此次实训是我将理论与实践紧密结合，能够将所学知识更好的运用到实 践当中，为今后的工作奠定了坚实的基础。 本次设计最头疼的就是数控仿真软件的学习了，在刚开始接触的时候是在大三，觉得 相当新奇，有学习的欲望，可是就是不知道怎么样使用它，感到非常的郁闷。而自己也没 有那样的耐心去学习，总认为以后的时间还多的是，以后再学习